Устройство управления трехфазным инвертором

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНШ ИНВЕРТОРОМ, содержащее пересчетную схему на пяти автогенераторных ячейках с вьрсодными трансформаторами , имеющими выходные обмотки, первую дополнительную, вторую дополнительную обмотку на трансформаторах .второй и четвертой ячеек и первичную обмотку, отвод от промежуточной точки которой подключен к первому питающему выводу, а концы через транзисторы подключены к второму питающему выводу, и задак|щий генератор с выходным трансформатором, отвод от средней точки которого соединен через резистор со вторым питающим выводом, а концы соединены с концами дополнительных обмоток выходных трансформаторов автогенераторных ячеек, при этом второй конец каждой из дополнительных обмоток трансформатора первой , второй, третьей, четвертой ячеек соединен через диоды с базой соответственно второго транзистора второй ячейки, первого транзистора первой ячейки, второго транзистора четвертой ячейки и первого транзистора третьей ячейки, причем указанный промежуточный отвод первичной обмотки расположен так, что отношение чисел витков между ними и крайними выводами, к которым подключены коллекторы первого и второго транзисторов , равно 1:2, и первый дополнительный транзистор, о т л и ч а ю щ е , е с я тем, что, с целью повышения технологичности устройства за счет унификации трансформаторов, дополнительно введены два диода, транзистор и по одной второй дополнительной обмотке на трансформаторах третьей и пятой автогенераторных ячеек, при этом вторые концы первых дополнительных обмоток первой, второй, третьей и четвертой ячеек подключены через диоды соответственно к базам второго транзистора пятой ячейки, к первому транзистору пятой ячейки, через первьй дополнительно введенный диод к базе второго транзистора пятой ячейки и через второй .дополнительно введенный диод к базе первого транзистора пятой ячейки, причем второй конец первой дополнительной обмотки трансформатора пятой ячейки через диод и первый дополнительный трансл зистор подключён к базам второго эо транзистора первой и первого транзистора четвертой ячеек, а второй конец второй дополнительной обмотки трансформатора пятой ячейки через диод и второй дополнительно введенный транзистор - к базам первого транзистора второй и второго транзистора третьей ячеек, при этом управляющие входы дополнительных транзисторов подключены через резисторы к последовательно соединенным обмоткам соответственно первой и четвертой ячеек и второй

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИ ИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И, зад H 02 P 13/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф у1

tf !

I (21) 3415947/24-07 (22) 02.04.82 (46) 15.10 ° 84. Бюл. 8 38 (72) В. P . Бирюков (53) 621. 314. 58(088. 8) (56) 1. Константинов В.Г. Многофазные преобразователи на транзисторах.

М., "Энергия", 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 801207, кл. Н 02 М 2/515, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3378879/24-07, кл. Н 02 P 13/18, 04.01.82. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее пересчетную схему на пяти автогенераторных ячейках с выходными трансформато" рами, имеющими выходные обмотки, первую дополнительную, вторую дополнительную обмотку на трансформаторах

:второй и четвертой ячеек и первичную обмотку, отвод от промежуточной точки которой подключен к первому пита-. ющему выводу, а концы через транзисторы подключены к второму питающему выводу, и задающий генератор с выходным трансформатором, отвод от средней точки которого соединен через резистор со вторым питающим выводом, а концы соединены с концами дополнительных обмоток выходных трансформаторов автогенераторных ячеек, при этом второй конец каждой из дополнительных обмоток трансформатора первой, второй, третьей, четвертой ячеек соединен через диоды с базой соответственно второго транзистора второй ячейки, первого транзистора первой ячейки, второго транзистора четвертой ячейки и первого транзистора третьей ячейки, причем указанный промежуточный отвод первичной обмотки расположен так, что отношение чисел витков между ними и крайними выводами, к которым подключены коллекторы первого и второго транзисторов, равно 1:2, и первый дополнительный транзистор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения технологичности устройства эа счет унификации трансформаторов, дополнительно введены два диода, транзистор и по одной второй дополнительной обмотке на трансформаторах третьей н пятой автогенераторных ячеек, при этом вторые концы первых дополнительных обмоток первой, второй, третьей i и четвертой ячеек подключены через диоды соответственно к базам второго транзистора пятой ячейки, к первому транзистору пятой ячейки, через первый дополнительно введенный диод д к базе второго транзистора пятой ячейки и через второй .дополнительно введенный диод к базе первого транзистора пятой ячейки, причем второй конец первой дополнительной обмотки трансформатора пятой ячейки через диод и первый дополнительный транзистор подключен к базам второго транзистора первой и первого транзистора четвертой ячеек, а второй конец второй дополнительной обмотки трансформатора пятой ячейки через диод и второй дополнительно введенный трав зистор — к базам первого транзистора второй и второго транзистора третьей ячеек, при этом управляющие входы дополнительных транзисторов подключены через резисторы к последовательно соединенным обмоткам соответствен" но первой и четвертой ячеек и второй

11191 и третьей ячеек, а первые концы первых дополнительных обмоток первой, четвертой и пятой ячеек подключены к первому концу выходной обмотки

58 трансформатора задающего генератора, к второму концу которой подключены первые концы дополнительных обмоток второй, третьей и пятой ячеек.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработках вторичных источников питания.

Известно устройство управления трехфазным инвертором, в котором син.хронизируются автогенераторы по кольцевой схеме с помощью задающего генератора, выходные обмотки которого связаны с дополнительными обмотками 10 автогенераторов и через диоды соединены с базами транзисторов (1) .

Недостатком известного устройства является сложность получения разнополярных импульсов с соотношением 15 полупериодов 1:2.

Известен также трехфазный инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения, каждая фаза которого содержит усилитель мощности, выпол- 20 ненный на управляемых ключах, вспомогательную двухтактную инверторную ячейку, один из.выходов которой подключен последовательно с нагрузкой, а другой — через три дополнительных 25 .управляемых ключа переменного тока параллельно нагрузке, блок управления, состоящий из четырех трансформаторов управления, задающего генератора и двухфазного преобразователя, gp выполненного на двух мультивибраторах, выход второго из них связан с управляющими входами двухтактной ячейки, причем выходы трансформатоpGB управления cB<3BHbl управляющими входами ключей трехфазного моста и вспомогательных управляемых ключей переменного тока, а две первичные обмотки каждого трансформатора управ ления соединены с транзисторами по 4О схеме автогенератора, к базам транзисторов которых подключены аноды диЬдов, к базам р-и-р-транзисторов подключаются катоды (2) .

Недостатками этого устройства яв- 45 ляются сложность блока управления и низкая надежность из-за большого количества элементов кольцевой пересчетной схемы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство управления трехфазным инвертором, содержащее пересчетную схему на пяти автогенераторных ячейках с выходными трансформаторами, имеющими выходные обмотки, первую дополнительную, вторую дополнительную обмотки на трансформаторах второй и четвертой ячеек и первичную обмотку, отвод от промежуточной точки которой подключен к первому питающему выводу, а концы через транзисторы подключены к второму питающему выводу, и задающий генератор с выходным трансформатором, отвод от средней точки которого соединен через резистор с.вторым питающим выводом, концы этой обмотки соединены с концами дополнительных обмоток выходных трансформаторов автогенераторных ячеек, при этом второй конец каждой из дополнительных обмоток трансформатора первой, второй, третьей, четвертой ячеек соединен через диоды с базой соответственно второго транзистора второй ячейки, первого транзистора первой ячейки, второго транзистора четвертой ячейки и пер ого транзистора третьей ячейки, при" чем указанный промежуточный отвод первичной обмотки расположен так, что отношение чисел витков между ними и крайними выводами, к которым подключены коллекторы первого и второго транзистора, соответственно . равно 1:2, и первый дополнйтельный гранзистор (3) .

Недостатком известного устроиства является наличие нескольких типов трансформаторов в пересчетном устройстве, выполняющих одну и ту же функ1113158 цию, что ведет к усложнению производства и дополнительным расходам.

Цель изобретения — повышение те..— нологичности устройства путем сведения числа типов трансформаторов к одному или к унификации трансформаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления трехфазцым инвертором, содержащее пересчет- 10 ную схему на пяти автогенерат орных ячейках с выходными трансформаторами, имеющими выходные. обмотки, первую дополнительную, вторую дополнительную обмотку на трансформаторах вто- 15 рой и четвертой ячеек и первичную

Ъ обмотку, отвод от промежуточный точки которой подключен к первому питаиицему выводу, а концы через транзисторы подключены к второму питающему 20 выводу, и задающий генератор с выходным трансформатором, отвод от средней точки которого соединен через резистор с вторым питающим выводом, а концы соединены с конца- 25 ми дополнительных обмоток выходных трансформаторов автогенераторных ячеек, при этом второй конец каждой из дополнительных обмоток трансформатора первой, второй, третьей, четвер- 30 той ячеек соединен через диоды с базой соответственно второго транзистора второй ячейки, первого транзистора первой ячейки, второго транзистора четвертой ячейки и первого транзис1 тора третьей ячейки, причем указанный промежуточный отвод первичной об-. мотки расположен так, что отношение чисел витков между ними и крайними выводами, к которым подключены коллек40 торы первого и второго транзисторов, равно 1:2, и первый дополнительный транэистор, дополнительно введены два диода, транзистор и по одной второй дополнительной обмотке на тран- 45 сформаторах третьей и пятой автогенераторных ячеек, при этом вторые концы первых дополнительных обмоток первой, второй, третьей и четвертой ячеек подключены через диоды соответственно;0 к базам второго транзистора пятой ячейки, к первому транзистору пятой ячейки, через первый дополнительно. введенный диод к базе второго транзистора пятой ячейки и через второй у дополнительно введенный диод к базе первого транзистора ячейки, причем второй конец первой дополнительной обмотки трансформатора пятой ячейки через диод и первый дополнительный транзистор подключен к базам второго транзистора первой и первого транзистора четвертой ячеек, а второй конец второй дополнительной обмотки трансформатора пятой ячейки через диод и второй дополнительно введенный транзистор — к базам первого транзистора второй и второго транзистора третьей ячеек, при этом управляющие входы дополнительных транзисторов подключены через резисторы к последовательно соединенным обмоткам соответственно первой и четвертой ячеек, и второй и третьей ячеек, а первые концы первых дополнительных обмоток первой, четвертой и пятой ячеек подключены к первому концу выходной обмотки трансформатора задающего генератора, к второму концу которой подключены первые концы дополнительных обмоток второй, третьей и пятой ячеек.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 — элюры напряжений, поясняющие принцип его действия.

Устройство включает в себя три фазы, каждая из которых. содержит усилитель 1 мощности на управляемых ключах 2 и 3, дополнительные ключи 4 переменного тока, двухтактную инверторную ячейку 5, один из выходов которой включен последовательно с нагрузкой, а другой через три ключа 4параллельно нагрузке, блок управления, состоящий из задающего. генератора 6, двухфазного преобразователя

7, 8, автогенераторов 9-13, соединенных между собой и через резистор 14 с выходом мультивибратора 8 по кольцевому принципу вместе с транзистора- ми 15, 16 и диодами 17, 18 и транзисторы 19 и 20 автогенераторов.

Устройство работает следующим образом.

Для управления ключами 2, 3 и 4 трех фаэ (фиг. 1) необходимы импульсы управления, которые можно получить комбинацией импульсов U A, U><>, U >»

U ñã UЧво фиг, 2). Для Формирования указанйых импульсов иногда используется внешнее синхронизирующее устройство между выходами мультивибратора 8 и входом автогенераторов 9-13, которым, как правило, является кольцевой

1119158 счетчик, имеющий большое количество

Элементов. Можно получить набор импульсов на пяти трансформаторах путем синхронизации автогенераторов 9-13 с помощью сигналов мультивибратора 8 (фиг. 1 и. фиг. 2, U>8), shops для этой цели еще дополнительные обмотки на трансформаторах, транзисторы 15, 16 и диоды 17, 18.

Пусть на интервале 0-С включен

1О первый транзистор автогенератора 9 (фиг. 1) и на обмотках трансформатора имеем напряжение (фиг. 2, Ugyhg)

В момент t1 напряжение U > складывается с напряжением О д (дополнительЧ

15 ная обмотка автогенератора 9 соединена последовательно с выходом мультию вибратора 8) и выключает транзисторы 20 автогенераторов 10 и 13, при этом транзисторы 19 включаются и на. обмотках в этот момент формируется полярность напряжений (фиг. 2, U> > и U ). В момент t> напряжение Uye (другой полярности) складывается с

75 напряжением дополнительной обмоТки автогенератора 10 и выключаются транзисторы 19 автогенераторов 9 и 13.

В момент t3 суммой напряжений обмоток чвтогенератора 13 и мультивибратора g через дополнительный транзистор 15 выключаются транзисторы 19 и 20 авто генераторов 10, 11 и т.д. Транзисторы

15 и 16 используются для того, чтобы не было ложного срабатывания на участке t -t6-t1 или на участке t2-t4., на И которых транзисторы блокируют сигналы автогенератора 13. Если полярность

U>> на участке и -t< автогенератора

13 минусовая (например, сложение этих сигналов и переключение транзисторов), то такая же полярность необходима на участке t6-t, что .может привести к переключению транзисторов автогенераторов 10 и 11 на этом участке, когда этого.не требуется. Для управления транзисторами 15 и 16 используется суммарное напряжение двух обмоток, соединенных последовательно, которым открывают транзисторы, когда должно быть переключение. транзисторов автогенераторов и запирают их на остальном участке. В результате, получаем все необходимые импульсы (фиг. 2, О,, U3c3 Uyht Uyc2 U984 Сигнал Uy>< также можно использовать для управления ключом 4 фазы В. Если все импульсы управления формируются из четырех импульсов, то автогенератор

13 используется как переключающий.

Предложенная схема позволяет формировать отличные от прототипа импульcbl управления, а также использовать один тин трансформатора, так как число выходных обмоток у них одинаковое (три), а следовательно, и мощность трансформаторов одинакова (при этом трансформатор тринадцатой ячейки выбирается таким же, как и у девятойдвенадцатой ячеек).

Таким образом, введение дополнительно двух транзисторов и двух ди- .. одов позволило осуществить унификацию трансформаторов в устройстве.

1119158

1119158

Ь

Ьг Ь7

Ьи

0уу

Оу42

Ьс2

Оу8 /и.

Ugly %3 1 2 Х 5 4

Фи. 2

Составитель В. Авдеев

Редактор Л. Алексеенко Техред З,Палий КорректорЕ..Сирохман

Заказ 7470/43 Тираж ббб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4